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Aufkohlungsmittel und ihre Anwendungen

Aufkohlungsmittel dienen dem Zweck, den richtigen Kohlenstoffgehalt in flüssigem Eisen einzustellen. Es gibt verschiedene Arten von Aufkohlungsrohstoffen, die sich in Kornformen, Korngrößen usw. unterscheiden.
Die nachfolgende Tabelle gibt typische Analyseergebnisse der Rohstoffe wieder.

Chemische Zusammensetzung (typische Werte)

Aufkohlungsrohstoff Kohlenstoff­gehalt Schwefel Schwefel Asche Flüchtige Bestandteile Feuchte
Niedriger Schwefelgehalt LS            
Hochreiner, synthetischer Graphit 99,00% 0,015% 0,003% 0,10% 0,10% 0,01%
Synthetic Graphit 99,00% 0,040% 0,010% 0,50% 0,20% 0,30%
Petrolkoks mit niedrigem Schwefelgehalt 99,55% 0,100% 0,070% 0,05% 0,20% 0,20%
Graphitisierter Petrolkoks 98,90% 0,070% 0,040% 0,50% 0,40% 0,20%
Naturgraphit 87,30% 0,100% 0,020% 11,00% 1,00% 0,70%
Acetylenkoks, Pellets u. Granulat 99,25% 0,030% 0,030% 0,10% 0,40% 0,25%
Pellets mit niedrigem Schwefelgehalt 98,10% 0,080% 0,050% 0,50% 1,30% 0,10%
Mittlerer Schwefelgehalt MS            
Elektrisch kalzinierter Anthrazit 95,57% 0,250% 0,400% 4,00% 0,23% 0,20%
Kohlenstoffpellets 98,80% 0,700% 0,500% 0,10% 1,00% 0,10%
Hoher Schwefelgehalt HS            
Petrolkoks mit erhöhtem Schwefelgehalt 99,30% 1,200% 1,000% 0,20% 0,30% 0,20%
Petrolkoks mit hohem Stickstoffanteil 98,90% 1,100% 1,750% 0,40% 0,50% 0,20%
Hochofenkoks            
Hochofenkoks 85,20% 1,000% 1,500% 13,00% 1,50% 0,30%

Löslichkeit des Kohlenstoffes

Die Löslichkeit des Kohlenstoffes richtet sich nach dem Zusammenspiel des Sättigungsgrades, der Temperatur und der Zeit. Weitere Einflussgrößen sind die Badbewegung des Ofens, der Schlackeanteil in der Schmelze, der Schwefelgehalt von Legierung und Aufkohlungsmittel sowie die Kohlenstoffstruktur.

Schwefelgehalt des Aufkohlungsmittels

Bei Aufkohlungsmittel legt man in der Praxis besonderen Wert auf den Schwefelgehalt. Dabei gilt als Grundregel, je geringer der Schwefelgehalt,  desto höher die Rohstoffkosten. Dabei wird immer wieder festgestellt, dass viel zu geringe Schwefelwerte verlangt werden,  womit  keine  zusätzliche Wertschöpfung bei der Herstellung von Gusseisen oder Stahl erzielt wird.

Im Idealfall sollte neben der Löslichkeit auch der Schwefelgehalt im  Aufkohlungsmittel auf den Anwendungsfall abgestimmt werden.

Das Diagramm unten links und die nachfolgende Beispieltabelle zeigen die  Aufschwefelung des Basiseisens durch Aufkohlungsmittel mit <0,05% S,  0,15% S bis <0,5% S. Es wird deutlich, dass ein Aufkohlungsmittel wie Procarb LS mit <0,15% S, also ein Produkt im mittleren Preissegment, ein besseres Preis-Leistungs-Verhältnis aufweist als die Aufkohlung mit Premco SG mit 0,05% S, einem Produkt mit höheren Rohstoffkosten.

  Anteil in kg Anteil in % S-Gehalt % in Gattierung kg S aus Gattierung
GJS Gattierung mit Aufkohlungsmittel <0,05%S – z.B. Premco SG        
Stahlschrott 5000 50,00% 0,010% 0,50
Kreislauf 3500 35,00% 0,008% 0,28
Roheisen 1100 11,00% 0,010% 0,11
FeSi und andere Legierungen 250 2,50% 0,000% 0,00
Aufkohlungsmittel 150 1,50% 0,050% 0,08
Summe 10000 100% 0,0097% 0,97
GJS Gattierung mit Aufkohlungsmittel <0,15%S – z.B. Procarb LS        
Stahlschrott 5000 50,00% 0,010% 0,50
Kreislauf 3500 35,00% 0,008% 0,28
Roheisen 1100 11,00% 0,010% 0,11
FeSi und andere Legierungen 250 2,50% 0,000% 0,00
Aufkohlungsmittel 150 1,50% 0,150% 0,23
Summe 10000 100% 0,0112% 1,12
GJS Gattierung mit Aufkohlungsmittel <0,5%S – z.B. Procarb 99        
Stahlschrott 5000 50,00% 0,010% 0,50
Kreislauf 3500 35,00% 0,008% 0,28
Roheisen 1100 11,00% 0,010% 0,11
FeSi und andere Legierungen 250 2,50% 0,000% 0,00
Aufkohlungsmittel 150 1,50% 0,500% 0,75
Summe 10000 100% 0,0164% 1,64

Verpackungen

Verpackungen sollten eine ge­bräuch­liche, bequem hand­hab­­bare Größe haben und gewährleisten, dass sich immer die gleiche Menge des Materials darin befindet. Übliche Ver­packungsgrößen sind:

  • 12,5 kg Säcke
  • 25 kg Säcke
  • 500 kg Big Bags
  • 1.000 kg Big Bags